Medtec China论坛分享丨关于高精密微纳增材制造技术与医疗行业的应用进展，听重庆摩方精密如是说……

6月1日至3日，第十七届Medtec China暨国际医疗器械设计与制造技术展览会在苏州国际博览中心馆举行。据主办方数据统计，展会共吸引850余家企业参展，三天期间共迎来参观67785人次。

本次展会不仅为展商与客户之间搭建线下对话平台，同时也邀请了众多行业专家和企业高管为参会观众解读当前医疗器械行业的最新发展趋势。从法规政策解读到设计生产，再到精密加工设备和全生命周期管理，为现场观众带来不少“干货”分享。

在“3d打印材料及技术在医疗器械领域中的应用”技术论坛上，来自重庆摩方精密和通快的两位企业人士，分别带来了超精密3D打印在医疗行业应用、技术创新和未来发展方向的分享。今天的内容先为大家呈现的是摩方精密的演讲整理。

重庆摩方精密科技股份有限公司副总经理周建林

在当天的论坛现场，来自重庆摩方精密科技股份有限公司的副总经理周建林带来了题为《高精密微纳增材制造技术与医疗行业的应用进展》的演讲报告。成立于2016年的摩方精密是一家专注于高精密制造的高科技公司，该公司在2021年棱镜奖制造业类别的角逐中凭借“超高精密3D打印系统microArch S240”摘得当年全球光电科技领域的最高奖项，这也是到目前为止中国企业第一次凭借本土原创精密制造技术的领先性获此奖项。

期间，主讲人从增材制造的背景介绍出发，为大家介绍了当前市面上一些主流的增材制造技术。对于不熟悉这个行业的读者来说，通常会把3D打印等同于增材制造。但随着未来4D甚至5D技术的出现，3D打印已经不足以概括行业的发展方向。从CAD设计模型到模型切片分层，最后到逐层打印，增材制造的工艺流程已经基本确定。而从材料划分，增材制造又可分为金属增材制造和非金属增材制造。

超高精密3D打印系统microArch S240

主讲人谈到，根据2023年沃勒斯报告（Wohlers Report），2022年全球增材制造行业的复合年增长率达到18.3%，整个市场规模达到了180亿美元。行业主要销售的产品包括装备、材料、加工服务（材料加工、设计验证等）。同时该机构也给出了未来的市场预期，预计到2030年全球增材制造市场规模将达到1000亿美元，未来数年将迎来增材制造2.0时代。

根据沃勒斯报告，目前增材制造的前几大应用领域包括汽车、消费产品、航空航天、医疗等。在汽车领域，增材制造主要用于汽车和交通运输领域中的设计验证，小批量加工夹具治具已经导入当前的生产体系。在消费产品类，增材制造更多的是用于可穿戴式产品、鞋类和眼镜的加工生产，通过3D打印可以实现定制化服务。另外，医疗和牙科领域也是增材制造在未来的一个增长点。

2008年至2022年全球增材制造产品和服务的年收入趋势（单位：10亿美元） 

主讲人认为，未来增材制造在医疗行业主要有以下三个趋势，第一个是辅助治疗方案所用的实物模型可以通过3D打印来实现，比如在外科手术之前，为了更好地展现患者的局部身体内部特征，借助3D打印机制作彩色模型，为手术模拟提供帮助和支持；第二个是加速医疗器械的迭代更新，提高创新速度；第三个是不可吸收和可吸收植介入产品的研发，尤其是在牙科和骨科关节的治疗方面。而在可吸收、可降解心脏组织支架方面，不少企业都在做积极探索和尝试，但要经过材料和临床验证，难度不小。

当前，随着行业的快速发展，客户对医疗器械的生产精度提出了更高的要求。但同时，行业发展至今也遇到了现实问题，有些公司可以将3D打印精度做到非常小，小到纳米级（100纳米-200纳米）。但如此小的部件给装配、测试和后期使用造成了不便；另一方面，有些应用场景中的增材制造产品非常宏观，无法保证精度。因此，企业总是需要在精度和尺寸之间找到平衡。

据主讲人透露，摩方精密的团队在MIT做学术期间就始终专注于面投影微立体光刻技术（PμSL: Projection Micro Stereolithography）的开发和探索。这项技术的分辨率可以达到600纳米至数个微米，同时要求加工成型尺寸至少在10厘米以上，保证做出一些宏观硬件可以用于实际测试。另外，这项技术的打印速度需要足够快，只有这样才能支撑起企业的运营成本，这也是该公司推出这项技术的出发点——平衡精度和尺寸之间的矛盾，解决行业的痛点和难点。

陶瓷内窥镜端座

微针阵列 

经介绍，面投影微立体光刻技术的主要创新点包括3个方面，一是在光学设计和加工上做了很大的创新，在实验室的环境下可以将光投影到系统里的分辨率提高至几百纳米，工业级的产品目前可以做到2微米。在制造环节，该公司将固定光刻技术中的步进式光刻技术（Step and Repeat）首次应用于3D打印，很好地平衡了精度和尺寸，既能打印出比较宏观的部件又不丢失精度。

该技术的另一个创新点在于，以前其他3D打印技术往往更关注的是X轴和Y轴方向的精度，但这项技术同时也关注Z轴方向的精度。主讲人谈到，如果X轴和Y轴方向的精度需要2微米，那么Z轴方向的精度至少也要在1微米至10微米之间，只有这样才能保证打印部件不会失真。

另外，摩方精密还将滚刀快速涂层技术加入其中，可以在1-2秒内快速涂上一层1至5微米的树脂涂层。这样一来，就可以同时提高了打印精度和加工速度。主讲人表示，如果没有这项技术，要想让1至5微米液态树脂均匀地铺展开，让其自流平的时间至少要1小时以上。如果是比较浓稠的材料，就更难以铺展开。同时，该公司在该设备上还加入了很多技术配套，包括实时监控、自动聚焦调频、激光测距、加热打印等，整体提高加工质量，提升客户的使用体验。

基于PμSL光固化3D打印技术制作的复杂三维结构示例（图片来源：摩方精密官网）

目前，摩方精密基于面投影微立体光刻技术，向市场推出了一些设备，其中最小的打印尺寸可达2微米，打印的部件多用于组织支架。另外还有包括10微米和25微米的产品，打印材料有陶瓷、氧化铝、氧化锆、生物相容性树脂等。

最后，主讲人以目前公司的几个应用案例向现场观众作展示说明。其中，公司与北大口腔医院合作，推出了全球最薄的氧化锆陶瓷牙齿贴片（厚度最低可至40μm），解决了行业痛点。过去，很多人去医院做牙齿贴片都需要在牙上挖一个孔，有了这种牙齿贴片后就无需再在牙齿上打孔，这是一个非常大的创新。

目前，重庆摩方精密科技股份有限公司依托前沿微纳3D打印技术，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用的面投影微立体光刻技术，是目前行业极少能实现超高打印精度、高公差加工能力的3D打印系统。公司自主研发的设备和加工服务已经被大量企业和研究机构采购使用，如美国强生公司、GE医疗、深圳开立医疗、乐普医疗、Merck等海内外知名医疗企业。